Buzz
Chúng ta đã lâu quen thuộc với việc nhà máy điện hạt nhân tạo ra điện thông qua các lò phản ứng hạt nhân hình trụ xây bằng bê-tông, cao hàng trăm mét, xây dựng trên diện tích hàng chục hecta đất. Tuy nhiên, chỉ trong 5 năm nữa, con người sẽ chứng kiến sự xuất hiện của nhà máy điện hạt nhân nhỏ gọn, có thể di chuyển bằng xe tải nhưng vẫn đảm bảo sản xuất lượng điện tương đương với 1% so với những khối gigawatt của những nhà máy điện hạt nhân hiện đại ngày nay.
Ảnh bìa: Nhà máy điện hạt nhân cỡ nhỏ của Last Energy, được chụp vào ngày 17/1/2023 tại Brookshire, Texas.
Máy phát điện hạt nhân đầu tiên được kích hoạt vào ngày 3/9/1948, tức là cách đây 75 năm. Dự kiến vào năm 2028, con người sẽ chứng kiến một đột phá lớn trong lĩnh vực sản xuất điện, với việc triển khai lò phản ứng hạt nhân siêu nhỏ, hình dạng như một viên đá lập phương. Những nhà máy nhỏ này có công suất 10MW và chỉ chiếm diện tích xây dựng 4.000m2, nhỏ gọn hơn nhiều so với các phương pháp điện gió và năng lượng mặt trời.
Theo tiên sư khoa học hạt nhân Jacopo Buongiorno tại MIT, những nhà máy điện hạt nhân nhỏ này sẽ được sản xuất trong các phòng thí nghiệm, đủ nhẹ nhàng để vận chuyển bằng xe tải đến bất kỳ địa điểm nào. Chúng chỉ cần 'cắm và chạy' theo kiểu plug-and-play. Dù nhỏ gọn, chúng có thể cung cấp điện cho một tòa nhà chung cư, một bệnh viện, một khu đại học hoặc nhiều loại công trình khác.
Một nhà máy điện hạt nhân truyền thống với 2 lò phản ứng
Giáo sư Caleb Brooks đã được chọn làm lãnh đạo của dự án nhà máy điện hạt nhân nhỏ tại Đại học Illinois (UIUC). Trong khi đó, MIT đã thành lập một Viện Năng lượng Hạt nhân mới, với giáo sư Jacopo Buongiorno và đồng đội Marc Nichol đảm nhận các vị trí quản lý cao cấp.
Trong tương lai gần, các lò phản ứng hạt nhân nhỏ vẫn phải đối mặt với những rủi ro tiềm ẩn tương tự như lò phản ứng hạt nhân truyền thống. Vấn đề quan trọng là xử lý chất thải hạt nhân, đồng thời đảm bảo an toàn cho cộng đồng. Những người ủng hộ tin rằng tất cả những khía cạnh này đều có thể được giải quyết và lợi ích của nhà máy điện hạt nhân nhỏ sẽ là không lớn.
Trong năm qua, Đại học Pennsylvania (Penn State University) đã ký kết thỏa thuận hợp tác với tập đoàn điện lực Westinghouse để phát triển công nghệ lò phản ứng hạt nhân micro. Mục tiêu ngắn hạn là đưa nhà máy đầu tiên vào hoạt động vào cuối năm 2029.
Giáo sư Jean Paul Allian, người đứng đầu khoa kỹ thuật hạt nhân, cho biết Penn State University đang dự định chứng minh rằng công nghệ lò phản ứng hạt nhân micro có thể áp dụng trong các ngành công nghiệp nặng như luyện thép và sản xuất xi măng - hai ngành công nghiệp có mức độ ô nhiễm và phát thải cao.
Ở Hoa Kỳ, có nhiều trường đại học sở hữu lò phản ứng hạt nhân riêng, chúng thường được sử dụng cho mục đích nghiên cứu và chưa có lò phản ứng nào được sử dụng để sản xuất điện. Nếu mọi thứ diễn ra đúng kế hoạch, nhà máy đầu tiên sẽ đi vào hoạt động tại UIUC vào năm 2028, và Penn State Uni sẽ là đối tác tiếp theo vào năm 2029.
Mặc dù công suất 10MW không đủ để đáp ứng 100% nhu cầu điện của trường, điều này thể hiện sự nỗ lực của các trường đại học trong việc tự cung cấp một phần nguồn điện, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và đồng thời đạt được mục tiêu giảm phát thải mà họ đã cam kết.
Một ứng dụng quan trọng khác của lò điện hạt nhân micro là khả năng sử dụng lượng nhiệt và hơi nước phát sinh để sưởi ấm các tòa nhà, thay vì lãng phí nhiệt lượng như nhà máy nhiệt điện. Vì vậy, việc xây dựng những nhà máy điện nhỏ này ở khu vực trung tâm và đông bắc Hoa Kỳ, nơi có khí hậu lạnh, sẽ mang lại hiệu quả cao.
Hiện tại, đã có những lò điện hạt nhân micro được xây dựng tại Mỹ, như một mô hình đã được tập đoàn Last Energy, có trụ sở tại Washington D.C, lắp đặt tại Brookshire, tiểu bang Texas. Nhà máy điện này có hình dạng hộp lập phương, bên ngoài là lớp kim loại bóng bóng lấp lánh. Phiên bản mạnh mẽ hơn, với công suất 20MW (20 MWe-SMR), cũng đang được họ phát triển.
Các nhà máy điện hạt nhân nhỏ của Last Energy có tổng chi phí xây dựng dưới 100 triệu USD, thấp hơn nhiều so với hàng chục tỷ đô để xây dựng nhà máy điện hạt nhân truyền thống. Ví dụ, chi phí xây dựng thêm 2 lò phản ứng cho nhà máy điện hạt nhân ở tiểu bang Georgia đã tiêu tốn lên đến 30 tỷ đô.
Westinghouse Electric, đối thủ trực tiếp của General Electric, đang tiến hành phát triển eVinci, một nhà máy điện hạt nhân nhỏ của họ. Dự kiến eVinci sẽ nhận được giấy phép vào năm 2027.
Bộ Quốc phòng Mỹ cũng đang tiến hành nghiên cứu riêng về nhà máy điện hạt nhân micro, với dự án Pele, được phát triển bởi Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho.
Tuy nhiên, không phải ai cũng ủng hộ ý tưởng về nhà máy điện hạt nhân vi mô này. Có những nhà khoa học phản đối. Edwin Lyman, Giám đốc An toàn Năng lượng Hạt nhân, bày tỏ quan ngại rằng những nhà máy điện này có thể tăng nhu cầu khai thác uranium và tăng lượng rác thải hạt nhân vào môi trường.
Thêm vào đó, ông còn lo lắng rằng những lò phản ứng siêu nhỏ này có thể trở thành mục tiêu của các cuộc tấn công khủng bố. Hoặc, những bản thiết kế của lò phản ứng có thể bị đánh cắp để sản xuất tài liệu chế tạo vũ khí hạt nhân.
Theo Nguồn
